最新射频识别技术——原理协议及系统设计RFID系统组件原理课件PPT.ppt

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1、射频识别技术——原理协议及系统设计RFID系统组件原理射频识别技术原理、协议及系统设计第二章RFID系统组件原理本章内容2.1阅读器2.2射频标签2.3软件系统组成2.4小结2.1.2阅读器分类按结构外观在实际应用中，由于需要综合考虑阅读器成本、便携性等方面因素，因此阅读器在外观结构上有很大不同，可分为以下三类：固定式便携式工业读写器有线供电集成度高搭建快速体积较小电池供电移动方便行业相关可集成其他传感器2.1.3阅读器操作规范为保证阅读器的性能满足应用需求，在阅读器的使用过程中通常要遵循相应的操作规范。在操作规范中，下面几点是选择使用阅读器时需要重点考虑的方面：2.1.4阅读

2、器组成又称基带控制模块包含：微处理器以执行计算任务数字信号处理芯片以完成数字信号的编码、解码又称高频接口模块包含分隔的信道：发射器信号通道接收器信号通道2.1.5信号处理与控制模块与上位机进行通信，并执行从上位机发来的命令控制与射频标签的通信过程信号的编码和解码执行防碰撞算法对阅读器和射频标签之间传送的数据进行加密和解密进行阅读器和标签之间的身份验证2.1.6射频模块电感耦合型射频模块低频、高频RFID系统通过阅读器和射频标签之间的电感耦合工作。该工作方式的射频标签一般是无源的，通过电感耦合给标签提供能量。阅读器向射频标签发送数据时，可以采用多种数字调制技术对数据进行调制。射频

3、标签向阅读器发送数据时，通常采用负载调制技术，将射频标签天线线圈中的电压变化传到阅读器天线。2.1.6射频模块电磁反向散射耦合型射频模块远距离超高频RFID系统利用阅读器与射频标签之间的电磁反向散耦合原理工作的，类似于雷达的工作原理。该系统中，为了给射频标签提供工作能量，阅读器必须不断地发送射频信号。阅读器发送信号和标签返回信号频率相同、强度不同。为了区分，超高频的射频模块可分为：源模块、发送模块和接受模块。2.1.6射频模块电磁反向散射耦合型射频模块源模块的作用是为发送通道和接受通道提供本地振荡器（LocalOscillator）。放大之后的载波信号经过功分器分成两路，一路送

4、往发送模块，一路送往接受模块。2.1.6射频模块电磁反向散射耦合型射频模块发送模块由混频器、线性放大器、前置放大器、功率放大器和阻抗变换网络组成。线性放大器信号放大混频器载波、基带信号混合调制功率放大器阻抗变换网阻抗匹配低通滤波器和谐波抑制器环形器2.1.6射频模块电磁反向散射耦合型射频模块接受模块由线性放大器、两个功分器和两个混频器组成。射频标签返回微弱信号天线环形器（三端口微波器件）带通滤波器功分器混频器I路基带信号输出混频器Q路基带信号输出2.1.6射频模块电磁反向散射耦合型射频模块射频模块主要功能产生高频发送能量，激活射频标签并为其提供能量（无源射频标签）对发送信号进行

5、调制，用于将数据传输给射频标签。接受并解调来自射频标签的射频信号。2.2射频标签射频标签作为RFID系统重要的硬件组成部分本节将从以下八个方面对阅读器进行介绍标签分类标签操作规范标签组成标签天线标签芯片标签唤醒电路标签功能标签制造2.2.1标签功能标签内存储和物品相关的信息，如标识符、生产日期、生产厂家等。存储数据能量获取标签可以从阅读器发射的电磁场中吸收能量，为标签自生供电。射频标签的最主要功能就是能够存储一定量的数据，并以非接触的方式将存储的数据发送给阅读器。一般来说，可以将标签的功能归纳为以下几点：标签可以在距离阅读器一定距离的范围内被识别。非接触式读写安全加密碰撞退让…

6、2.2.2标签分类按封装形式2.2.2标签分类按能量来源2.2.2标签分类按工作频率2.2.2标签分类按读写能力2.2.3标签操作规范与阅读器类似，在实际系统中，标签的操作规范也要考虑很多因素，下面几个是需要重点考虑的：读取范围所附着物体能量来源移动需求存储容量标签成本天线极化方向标签可靠性工作频率尺寸和形式2.2.4标签组成天线芯片决定了标签的尺寸接受阅读器发射的射频信号将芯片数据发送给阅读器对于无源标签，天线还用来供能对天线收到的信号进行解调、解码等，并对标签需要发送的信号进行编码和调制，以及执行防碰撞算法和存储数据等2.2.5标签天线天线是一种专门设计用来耦合、辐射电磁能

7、量的导体结构。通常标签天线尺寸越小，天线辐射阻抗越小，标签工作距离越短，工作效率越低。天线性能包括方向特性、天线效率、天线增益等。根据工作原理不同，可以将标签天线分为三类：线圈型天线微带贴片型天线偶极子天线2.2.5标签天线线圈型天线工艺简单、成本低，在低频、高频近距离RFID系统中被广泛使用。利用电感耦合工作，类似变压器原理，阅读器天线相当于变压器初级线圈，标签天线作为次级线圈，在变化的磁场内产生电压。通过并联的电容进行充电，为标签芯片提供能量。2.2.5标签天线微带贴片天线这种天线是在带